我国近几年光伏电站的建造速度十分快，但配套建造仍是无法跟上，加上西部区域消纳光伏电能的才能有限，如甘肃、新疆、青海等地，许多光伏电站遭受了限电问题的困局，带来了巨大的动力糟蹋，部分月份限电份额到达90%，光伏电站的出资收益率大打折扣，而且对光伏未来的开展也是十分晦气的，必须加强配套电网送出线路的建造，将光伏电力外送到消纳才能较强的区域，或许改进火电、光伏、风电等动力利益竞赛所发生的对立，进一步调整动力结构，优先使用光伏电力。
跟着国家生态环境和气候改变局势的日益严峻，以优先开展可再生动力为特征的动力革新已经成为必然趋势。本文以甘肃某电站的限电状况为例，扼要介绍限电带来的发电量丢失核算办法及技能对策。
1.有功功率操控体系（AGC）
光伏电站的限电离不开光伏有功功率操控体系（简称AGC），2011年5月，国家电网公司发布的《光伏电站接入电网技能规矩》指出：“光伏电站应具有有功功率调理才能，可以接纳、主动履行调度部分的操控指令，保证有功功率及有功功率改变依照调度部分的要求运转”。因而大型光伏电站均需装备光伏有功功率操控体系，接纳调度中心的有功功率操控指令，依照预订的规矩和战略完成负荷分配。
一般状况下，AGC的操控形式可分为计划曲线和定值操控两种。如图1为定值盯梢形式，即当天操控电站的总输出功率为安稳值，该值取决于省调下发值，当晴天辐照较好的状况下，若实时功率输出值超越限制值后将会被“削峰”，那么实时曲线看上去就接近于梯形曲线。
图1 AGC限功率值盯梢形式（省调限制负荷60MW）
图2为计划曲线盯梢形式，一般限电时间为某一时段，而且没有规矩，如下午14点至16点，使得总有功功率曲线（赤色）保持在限制方针曲线（绿色）邻近上下起浮，且每个区域最低忍受的起浮起伏会有所不同，如上下起浮不超越0.3MW或0.5MW。
图2 AGC计划曲线盯梢形式
2.限电丢失量预算
由于限电份额不同，所形成的发电丢失也会不同，现以甘肃某100MW集中式电站为例进行剖析，电站由200台500kWp集中式逆变器组成，2015年9月14日省调下发限电指令，限制功率值为60MW，实践地调下发限制值为50MW，假如逆变器和AGC的通讯正常，呼应及时而且受AGC 的操控（AGC的参数设置界面逆变器的软压板应该投入，假如通讯不正常，将无法承受AGC的操控），而且限有功功率分配较为均匀的状况下，每台逆变器的实时输出功率将被设置在250kW以下，图3为某标杆逆变器的实时功率输出曲线，逆变器的输出功率取决于当时时间下的太阳辐照度和环境温度，在上午九点二十分左右到达250kW，直到下午四点五十分左右输出小于250kW，而在中心时段假如存在限电，那么将形成必定的发电丢失。
图3 500kW逆变器沟通功率输出曲线
当天逆变器沟通侧满负荷下实践发电量为3399kWh（有用发电小时数为6.8h），假如限电，将一天的时间分红三个时段，参阅表1。中心时段假如不限电发电量则为2916.44kWh，其他时间段共483kWh（上午特定时段243kWh，下午时段240kWh）。假如限电，中心时段约在 1895kWh左右（约7.58小时），那么由于限电带来的丢失部分为1021.44kWh，占发电量的30%左右。
表1甘肃某电站500kW逆变器分时发电量（2015.9.14）
若电站限功率值到达40%，相同也可核算，如表2所示，限电份额添加，限电丢失也相应添加。
表2甘肃某电站500kW逆变器分时发电量（2015.9.14）
关于整个电站（逆变器侧）的限电丢失，核算可参阅标杆逆变器的办法。整个电站的逆变器发电功能一般会有必定的差异，因而一切逆变器的当天发电量有必定的离散率，如500kW逆变器一天发电量可达3500kWh以上，差的或许只要2800kWh左右，需求剖析哪一方面出了问题，如逆变器自身功能、组串毛病、组串通讯反常、接地毛病、组件失配及热斑影响等。经过对各个逆变器的发电量进行继续比较，挑选发电功能较为安稳和毛病率特别少的逆变器为标杆逆变器，并核算其他逆变器与标杆逆变器的发电差异。
那么关于整个电站限电丢失量（逆变器沟通侧）的预算可参阅下面过程：
①收集标杆逆变器的当天发电量E0（一般可从监控体系的后台读取），逆变器对应方阵的实践装机容量（关于运转多年的电站，主张从头对光伏方阵区进行装机容量测验），然后核算标杆逆变器的每千瓦的发电量E0/P0（单位：kWh/kW）。
②逆变器1#装机容量P1，当天发电量E1，限电丢失量=（E0/P0）*P1*K1-E1（K1为标杆逆变器与1#逆变器发电差异系数，根据各逆变器实践发电量的核算剖析，该系数为2%至10%不等）。经过此办法预算其他逆变器的限电丢失量，累加可得整个电站当天的限电丢失量。
③需求留意的是由于通讯反常、方阵发电反常、逆变器停机等带来的丢失不属于限电丢失，需求核算毛病丢失发电量，并从限电丢失量中减去该值。
上述核算办法妥当的限电丢失量为预算值，假如没有标杆逆变器，可经过实践辐照度、环境温度和实践体系功率来预算电站的理论应发电量，并减去当天的实践发电量可大略作为限电丢失。
3.限电技能对策
现在针对上述限电问题，在技能层面可在原有并网电站引进储能环节，以储能补偿实践光伏输出功率与限制有功功率的差额，下降限电丢失量，储能体系根据耦合方法的不同，分为直流侧耦合和沟通侧耦合，如家庭户用小型储能体系光伏在直流侧耦合，而关于大型地上电站，一般以沟通侧耦合为主。下文扼要介绍沟通侧耦合的充放电判别根据和容量装备预算。
参阅下图4左，横线暗影部分表明能量输入储能设备，对其进行充电，能量来源于光伏电力。竖线暗影部分表明能量从储能设备输出，进行功率补偿，如此以来，光伏逆变器输出到电网的功率曲线为滑润直线，当然这个是最抱负的状况，实践上很难到达滑润状况。图4左中赤色直线为省调（地调）下发的功率限电值（如上述100MW电站，200台逆变器，限制值50MW，AGC分配均匀，那么每台逆变器当天最大沟通输出不能超越250kW），蓝色虚线假定为光伏逆变器的实践输出功率。
在电池能量办理体系中可设置方针值P1，P1=总限电功率值/逆变器台数（单位：kW），体系可与逆变器进行实时通讯，并实时监测光伏逆变器的沟通功率输出P2（单位：kW），当P2和P1满意下列联系时，完成充放电。
基本原则：当P2＞P1时，充电，当P2＜P1时，放电。关于该断定根据，遇到晴天，光伏曲线一般较为规矩，简单完成；而假如遇到多云气候，光伏出力简单动摇，会使得电池重复充放电，影响寿数，可经过相关战略来细化操控。需求留意的是储能体系和逆变器的通讯呼应时间尽量要短，由于光伏的出力时间都在改变，假如储能体系呼应时间长，接纳到的P2值为下一时间值，那么补偿的容量或许比应补偿的量要小。
电池容量装备的核算，关于上述甘肃某电站500kW逆变器，可假定抱负状况下如晴气候候，储能电池在满意上述条件时完成充电，该时段有6-7个小时左右，假如多云气候或许无法充溢，但遇到阴雨气候就无法进行充电（图4右），实践放电多少以所充容量为准，特别是接连阴雨地利，会无法充电和放电，只能比及晴气候候再充电。
图4 光伏储能计划原理
关于上述甘肃电站实例，光伏发电在时间段7：30-9：15和16：55-19：10合计约4h左右，实践光伏发电483kWh，添加储能体系后，电池放电容量可核算得：558.65/0.97=575kWh（假定储能逆变器转化功率97%），占当天发电量的24%，但仍剩有461kWh未补偿。关于一台500kW逆变器，储能电池容量可装备500kW*2h储能单元，但还需求考虑到电池放电深度和逐年衰减率。
上述考虑的状况是根据AGC均匀分配的状况下，但事实上AGC不或许均匀分配，假定A逆变器限制有功250kW，B逆变器限制有功200kW，假如依照功率大于250kW充电战略，红绿线与功率曲线围住的面积这部分电力无法被电池贮存，遇到逆变器限制功率分配不均的状况，可选取适宜值，使得整个电站的功率补偿最大化，参阅图5。
图5
从电池容量装备视点，需求考虑限电份额和限电丢失部分，当限电40%，依照50%限电容量装备，假如遇到接连的晴气候候，会造充%&&&&&%量过多而糟蹋，相同参阅图5，当方针直线越往下，A和B区域所围住的面积就越小，电池需求放电的能量也就相应削减。因而需求核算一年内的限电份额，阴雨天天数，挑选适宜的容量装备，使得投入和产出到达最佳经济效益。
储能体系作为限电的解决计划之一，现在已经有十分老练的技能，如比亚迪和阳光电源等厂家，其出资收益的核算需求考虑一年傍边的晴天、阴雨天的天数，限电丢失量，可补偿量，电池衰减等因从来归纳确认。
4.小结
本文扼要介绍了在当时限电大环境下的光伏发电量的限电丢失核算，并引出储能技能对策，文中所述储能计划和惯例的“削峰填谷”使用有所不同，关于容量装备和储能体系的相关主张如下：
1.首要需求考虑当时电站的AGC分配战略，遇到逆变器限制功率分配不均的状况下，选取适宜值，使得电站全体的功率补偿最大化。
2.储能电池容量的装备需求考虑AGC的分配战略、电站一年的限电丢失和份额、可补偿容量等。
3.关于沟通耦合形式，储能体系需求实时监测逆变器沟通侧的输出功率，而且呼应及时，功率补偿及时。
4.电池能量办理体系需求考虑气候要素，避免在方针值邻近频频充放电，影响电池寿数。
5.各个电站有功功率操控形式会不尽相同，一般储能计划较适合于定值盯梢形式。关于曲线盯梢形式，方针值实时在改变，还需求和AGC进行通讯，会比较复杂。
